JP3618721B2 - エンジン用マフラおよび自動二輪車 - Google Patents
エンジン用マフラおよび自動二輪車 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3618721B2 JP3618721B2 JP2002063248A JP2002063248A JP3618721B2 JP 3618721 B2 JP3618721 B2 JP 3618721B2 JP 2002063248 A JP2002063248 A JP 2002063248A JP 2002063248 A JP2002063248 A JP 2002063248A JP 3618721 B2 JP3618721 B2 JP 3618721B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cylinder
- muffler
- exhaust
- inner cylinder
- muffler body
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Exhaust Silencers (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
請求項に係る発明は、エンジン用マフラ(サイレンサ)と、それを備えた自動二輪車とに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図7および図8に、従来の一般的なマフラについての縦断面図を示す。
図7のマフラ90は、マフラボディの外壁をなす円筒状の外筒91の内部に、穴つき板(パンチングメタル)93aや仕切板(バッフルプレート)93b・93c、内筒(バッフルパイプ)96・97・98等を取り付けることにより複数の膨張室を構成したものである。外筒91は、内外の二重壁(内側のものはパンチングメタル製)にて形成し、それらの間に吸音材(グラスウール)を充填している。外筒91の両端はそれぞれ端部壁面92a・92bによって閉じ、各壁面92a・92bの中央付近に、排気導入管(内筒)95と排気排出管(内筒)98とを設けている。排気導入管95から排気排出管98にかけて排気が流れる間に、排気音は、各膨張室での排気の膨張とともに、また各室間の仕切板で生じる反射波が進行波と干渉することにより、さらには吸音材に吸収されて、次第に音圧を下げていく。反射波と進行波との干渉は、図示のマフラ90の場合、内筒96・97・98を経て排気が折り返すように流れるときに発生する。なお、図7において黒塗りの矢印は排気の流れの向きを示す(他の図においても同様)。
【0003】
また図8に示すマフラ80は、全体の外径を細くしたもので、外筒81の内側に、穴つき板(パンチングメタル)83a・83bや内筒(バッフルパイプ)85・86を設けることにより膨張室を形成するとともに、それら内筒の周囲に他の部材を付設して共鳴空間(レゾネータ)87・88・89を形成したものである。やはり外筒81は、内外二重壁にて形成したうえ間に吸音材を充填して構成している。排気の導入管でもある上記の内筒85から内筒(排気排出管)86にかけて排気が流れる間に、排気音は、膨張室での排気の膨張、共鳴空間で生じる音との相互作用、さらには吸音材に吸収されることにより、次第に音圧を下げていく。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
図7のようなマフラ90は、消音効果やエンジン性能との関係では申し分ないが、相当の外径・容積を有するために配置寸法や占有スペースに関する課題を生じがちである。外径を小さくするためには、内筒96・97・98とともに外筒91を細くすればよいが、そうする場合には、内部を通る排気の抵抗が大きくなってエンジンの性能を十分には発揮させ得なくなったり、仕切板93cに対して図のように3本の内筒96・97・98を溶接等にて取り付けるのが困難になったりする。
また、そのように外径が大きいものを自動二輪車に使用する場合には、外観上の課題が付随することも多い。つまり、マフラ90が大径であると、それを含む車体幅が大きくなりがちで、車体をコンパクトにし重量部分を重心位置付近に集めるという理想的な車体設計が難しくなる。自動二輪車におけるマフラには、それに至る排気管とともに自動二輪車の外観を印象づける役割もあるが、マフラ90の径が太いことによって外観上の軽快感が失われる場合もある。
【0005】
一方、図8のように構成したマフラ80は、外径が細くて外観上も好ましいという利点はあるものの、排気音の低減に関しては課題がある。レゾネータ(共鳴空間)の作用による消音は、特定の周波数の音に対してのみ効果があるのであって、他の周波数域では消音効果が低い。そのため、広い音域にまたがる排気音をレゾネータの作用で顕著に低減するのが難しいのである。また、図8のように、通常はテールパイプとして長目に設定される排気排出管86の周囲は、その長さと同等の長さのレゾネータ89が形成されるだけでここには排気が流れないことから、消音のための内部空間の効率的利用という点で限界があるともいえる。
【0006】
請求項に係る発明は、コンパクトであって外観上の利点をもたらすほか、消音効果やエンジン性能の面でもすぐれるエンジン用マフラと、それを備えた自動二輪車とを提供しようとするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載したエンジン用マフラは、マフラボディにおける外筒の内部(端部を含む)に、排気の流れる向きを逆転させる(つまり反射させる)よう内側に仕切板を有する中筒を設けるとともに、内側に排気を通過させる内筒を、上記の中筒内に一部を挿入した状態に配置したこと、ならびに、一方の端部に排気の導入口および排出口を設けるとともに他方の端部に壁面部分を設けることにより内部にただ一つの膨張室を形成した筒状の第1マフラボディに、外筒・中筒・内筒を有する上記のマフラボディを第2マフラボディとして一連に接続したことを特徴とする。
なお、上にいう「内筒」には、マフラボディにおける排気の導入管または排出管を兼ねるものを含む。「一連に接続する」とは、並列にではなく、第1マフラボディの上記排出口から第2マフラボディへと順次に排気が流れるように接続することをいう。図2に示したマフラ2は、この請求項のマフラに属するものの一例である。
【0008】
このエンジン用マフラは、自動二輪車やATV(四輪バギー車)等の車両のほか、船舶、発電機、各種の作業機・汎用機等のエンジンに接続されて、つぎのような利点をもたらす。
a) 第2マフラボディがすぐれた消音効果を発揮することができる。排気の通過する内筒の下流側などに排気の膨張する部分を設けられることはもちろん、内筒内を通る排気を中筒内にある仕切板で反射させて反射波・進行波の干渉を引き起こすなど、それぞれの部分で排気音のエネルギーを十分に減衰させ得るからである。排気の反射部分がマフラ内にあると、それを含まない図8等の形式のマフラにくらべて、広い音域にまたがる顕著な消音効果がもたらされる。外筒などに適宜に吸音材を使用するなどしてその効果を一層に高めることも可能である。
【0009】
b) 第2マフラボディは、上記のように消音効果が高いにもかかわらず、外径が小さい。マフラの内部で排気を反射させたうえ排出するためには、図7のような従来のマフラの場合、3本の内筒96・97・98を一枚の仕切板93c上に隣接配置する必要があって外筒が大径化したが、この請求項のマフラの第2マフラボディでは、内部に内筒を配置した一本の中筒を外筒の内側に配置するだけで足りるからである。図8の例にあるような排気の通過しないレゾネータを主要部分とはせず、外筒内空間のほとんどの部分に排気を通してその排気音の減衰をはかる、という点も、容積の有効利用によって外径を縮小する効果がある。なお、外径が小さいと、自動二輪車等への配置も容易になり車体の重量配分や外観上の利点がもたらされる。
【0010】
c) 第2マフラボディ内を通る排気の抵抗が少ないのでエンジン性能を引き出しやすい、というメリットもある。図7の例においては、内筒96・97・98の間に仕切板93cを設ける必要があってそこに排気の流れない面積部分ができ、外筒の径を小さくすると内筒がかなり細くなって排気抵抗が増すことになった。しかし、内部に内筒を配置した中筒を外筒の内側に配置するという上記の構成をとれば、排気の折り返す部分に上記のような排気の流れない面積部分が存在しなくなるので、外筒をかなり細くしても内筒の径を大きくとることができる。これが、この請求項のマフラにおいて排気抵抗を小さく保てる理由である。
このエンジン用マフラには、さらにつぎのようなメリットもある。
・ 第1マフラボディの作用により、排気音中の低周波成分をとくに効果的に除去することができる。第1マフラボディは、上記のとおり一方の端部に排気の導入口と排出口とを有していて他方の端部に壁面部分を有し、内部にただ一つの膨張室が形成されたものであるため、導入口から入った排気の排気音がその壁面部分にて反射する結果、進行波と反射波とが第1マフラボディ内で効果的に干渉し合う。その壁面部分は導入口・排出口のある側とは反対側の端部に設けるので、第1マフラボディに十分な長さ(たとえば通常のマフラボディの全長と同様に300mm以上)を与えれば、進行波と反射波との間に十分な位相差をとることができて、低周波成分に対するすぐれた消音効果を得ることができる。両側の端部間に何も設けないでストレートな空間を形成すれば低周波成分の除去効果が高くなるが、それらの間に仕切板を幾つか設けたり内部に吸音材を設けたりして高周波成分を同時に低減できるようにするのもよい。
・ 第1マフラボディと一連に接続した第2マフラボディの作用で、高周波成分を含む広い音域に及ぶ消音効果も発揮される。第2マフラボディの消音効果については前述したとおりである。また、第1マフラボディ・第2マフラボディのいずれかまたは双方にグラスウール等の吸音材を使用すれば、高周波成分の除去特性を高めることが可能である。
・ 外径を小さく構成できる2本のマフラボディを使用することから、マフラ全体の所要スペースを小さくまとめることができる。また、排気の抵抗を小さくしてエンジン性能を引き出すことも容易である。
【0011】
請求項2に記載のエンジン用マフラはとくに、外筒・中筒・内筒を有する上記のマフラボディ(第2マフラボディ)では、二つの内筒を、中筒の両端部にそれぞれ一部を挿入させ、仕切板をはさんで対向させて配置したことを特徴とする。ただし、このような二つの内筒以外にも内筒を有するマフラを除外するものではない。図1や図4に例示するマフラにおいては、仕切板14aをはさんで二つの内筒16・17を対向させて配置している。
【0012】
中筒や内筒の配置関係をこのようにしたマフラでは、排気の折り返す部分がマフラボディ内の少なくとも二箇所にできる。つまり、内部に排気を通す内筒が中筒の仕切板をはさむ両側にあるので、その仕切板の表裏双方の面で排気が反射するのである。たとえば図1の例で説明すると、排気は、一方の内筒16を通過して中筒14内に進み、仕切板14aに当たって折り返し、中筒14と内筒16との間の空間を通って中筒14から流出する。その排気が、つぎには他方の端部から中筒14の内部(内筒17との間)に入り、仕切板14aの他方の面に当たって折り返したうえ、内筒17の内部を通過する。結局、仕切板14aの表裏双方の面において排気が反射する(そのたびに反射波・進行波の干渉を引き起こす)ため、このマフラでは、広い音域において顕著な消音効果がもたらされることになる。
【0013】
請求項3に記載のエンジン用マフラはとくに、外筒・中筒・内筒を有する上記のマフラボディ(第2マフラボディ)では、上記の外筒、中筒および内筒を同心に配置したことを特徴とする。
【0014】
外筒・中筒・内筒は、同心状に配置されていなくとも上記のように排気を反射させて進めることができ、もって排気音の減衰効果をもたらすことができる。しかし、この請求項のマフラのように各筒を同心に配置すれば、排気の流れる空間がマフラボディの横断面内において一部に偏ることなく均一に形成されるため、排気が流れやすくなってエンジンの性能を発揮させやすくなるほか、消音性能も向上する。同心状に配置すると各部の製造や組み付けが容易になる、という利点もある。
【0015】
請求項4に記載のエンジン用マフラは、さらに、外筒・中筒・内筒を有する上記のマフラボディ(第2マフラボディ)において、
イ) 排気の導入管または排出管としての内筒(17)を、マフラボディ(10)の端部壁面(12b)に支持させ、
ロ) 当該支持させた内筒(17)の外周にて中筒(14)の一端部を支持させるとともに、当該中筒(14)の他方の端部の内周にて他の内筒(16)を支持させ、
ハ) 当該他の内筒(16)(のうち中筒から出ている部分)の外周を、外筒(11)の内周に取り付けた仕切板(16a)の内側開口内に挿入し支持させた
ことを特徴とする。上記のうち括弧に入れた符号は図1のマフラ1におけるものである(ただしこの請求項の発明が図1のマフラボディを含む例に限られないことは言うまでもない)。「端部壁面(12b)」および「仕切板(16a)」による内筒(17・16)の支持は、当該壁面や板で塞がれて各内筒の外側を排気の通過することがないが、それ以外の支持部分(上記のロ)に述べた中筒(14)と内筒(16・17)との間の支持部分)では、各内筒の外側にも排気が流れ得るようにする。
【0016】
こうしたマフラでは、中筒と二つの内筒とを外筒の内部に容易にかつ安定的に配置することができる。すなわち、上記ロ)のように二つの内筒と中筒とを支持・被支持関係に一体化したものを、一方の内筒についてイ)のように端部壁面に支持させ、他方の内筒についてハ)のように外筒内の仕切板に支持させることにより、外筒内に適切に配置できる。外筒には内部に二つの内筒を支持させるだけだが、中筒は、内筒との間に支持関係をもたせているがために外筒に支持させる必要がないのである。
【0017】
請求項5に記載のエンジン用マフラはさらに、外筒・中筒・内筒を有する上記のマフラボディ(第2マフラボディ)では、排気の導入管または排出管としての内筒(17)をマフラボディの端部壁面に固着(溶接やロウ付けにて固定)し、上記他の内筒(16)を、外筒(11)の内周に取り付けた上記仕切板(16a)の内側に軽圧入した(つまり、隙間の小さいまたは隙間がなくて締まり合うはめ合い状態とし、内筒と当該仕切板とを軸方向に相対移動可能にした)ことを特徴とする。ここでも、括弧に入れた符号は図1の例におけるものである(ただしこの請求項の発明も図1の例には限られない)。
【0018】
こうしたマフラでは、外筒と中筒・内筒との間に温度差が生じた場合等にも、熱膨張に基づく応力の発生が大幅に軽減される。たとえば中筒および内筒の温度が外筒の温度よりも上昇した場合、外筒以上にに中筒および内筒が軸方向(長さ方向)に熱膨張するが、それによる寸法差は、上記の仕切板に対し、軽圧入した内筒が軸方向に移動することによって、応力の発生を生じることなく解消されるからである。
【0025】
請求項6に記載した自動二輪車は、請求項1〜5のいずれかに記載のエンジン用マフラを備えることを特徴とする。
【0026】
この自動二輪車は、上記したエンジン用マフラを取り付けたものであるから、まず、広い音域成分が除去された排気音を発するとともに、排気抵抗によるロスを少なくして高いエンジン性能を発揮することができる。また、マフラの外径が小さいため、マフラを含む全幅を小さくし、車体をコンパクト化するとともに重量部分を重心位置付近に集める、という好ましい車体設計をなすことも可能である。同様の点から外観上の軽快感も備わる。
【0027】
【発明の実施の形態】
発明の実施についての形態を図1〜図4に示す。
図1は、マフラ1の縦断面図である。このマフラ1は1本のマフラボディ10からなり、そのマフラボディ10は、外壁をなす円筒状の外筒11の両端部に端部壁面12a・12bを設けるとともに各壁面12a・12bの中央部に排気の導入管15と排出管17をそれぞれ挿通し、そうして形成した空間内に中筒14や内筒16などを配置したものである。外筒11内に使用した後述の吸音材以外の部分は、すべてステンレス鋼にて形成している。マフラボディ10の構成および作用の詳細はつぎのとおりである。
【0028】
まず外筒11は、外側円筒11aの内側にグラスウール製の吸音材11cを詰めるとともに、それらの内側にパンチングメタルよりなる内側円筒11bを挿入している。外側円筒11aと内側円筒11bとは、両端部において溶接等により一体化している。
【0029】
マフラボディ10の上流側にあたる図示左方の端部壁面12aにおいては、排気の導入管15を、外筒11に対する内筒として差し入れている。この導入管15の下流側端部は、外筒11内の横断面積の広い部分、すなわち膨張室に開口させている。導入管15およびその膨張室につづく部分には、排気流に抵抗を与える(それによって排気のエネルギーの低下をはかるとともに排気音中の吸音されにくい低音を高音に変更させる)よう、小さな穴が多数形成された円盤状の穴つき板(パンチングメタル)18を配置している。
【0030】
穴つき板18より下流側の部分では、外筒11の内側に円盤状の仕切板16aを固定するとともにその内側に外筒11と同心状に内筒16を挿入し、その内筒16の下流端を、やはり外筒11と同心状に配置した中筒14内に入れた。中筒14の内部で、その長さ方向における中ほど(中央から上流側または下流側寄りにややずらした位置)には、軸心と直角に仕切板14aを設けている。これにより、穴つき板18を通った排気は、内筒16の内側を通って中筒14内に進み、仕切板14aに当たったうえ折り返して内筒16寄りに戻り、内筒16の外側を通って中筒14の端部(図示左方にある上流側の端部)より出て行く。そうして中筒14の端部を出た排気は、中筒14の外で外筒11内に設けられた上記の仕切板16aに当たり、折り返して今度は中筒14の外側を下流側(図示右方)へ進む。仕切板14aおよび仕切板16aの二箇所において排気が反射し、それぞれの部分で反射波と進行波との干渉が起こるため、排気音のエネルギーが効果的に減衰する。
【0031】
下流側の端部壁面12bには前記のとおり排気の排出管(内筒)17を設けているが、その排出管17のうち上流側(図示左方)の端部付近は、上記のように外筒11内に配置した中筒14の内部に位置させている。この排出管17も、中筒14および外筒11に対して同心状に配置している。中筒14の外側を下流側へ進む排気は、端部壁面12bに当たって折り返し、中筒14の内側を図示左方へ進んだうえ再び仕切板14aに当たって折り返し、今度は排出管17内を図示右方へ進んで外部へ出る。つまり中筒14の下流側の部分でも、壁面12bおよび仕切板14aの二箇所において排気が反射し、各部での反射波と進行波との干渉によって排気音のエネルギーが効果的に減衰する。なお、内筒16・17および中筒14の直径については、内筒16・17の内側の断面積と、中筒14の内側であって内筒16・17の外側の断面積、および外筒11の内側であって中筒14の外側の断面積とがそれぞれ概ね等しくなるように設定しておく。
【0032】
マフラボディ10は、中筒14や内筒16等を含む各種の部材を外筒11の内部に組み入れる必要があるが、そのような構成手順は下記1)〜7)のとおりである。
1) 外筒11の一部となる内側円筒11bの内面に穴つき板18を固定する。穴つき板18の外縁部と内側円筒11bとにスポット溶接を施すか、または、内側円筒11bの一部に内外に通じる小孔をあけておき、その外側から両者間にプラグ溶接を行うなどすればよい。
2) 上記と同様にして、内側に開口を有する仕切板16aを内側円筒11bの内面に固定する。図中に破線で示す小孔16bは内側円筒11bに形成したもので、仕切板16aの外縁部とその内側円筒11bとをプラグ溶接するのに使用するものである。
3) 外筒11内に入れる前の中筒14に対し、中ほどに仕切板14aを入れてスポット溶接(またはプラグ溶接)にて固定する。
4) 2本の内筒16・17のそれぞれに支持片14b・14cの内縁部を溶接し、各内筒16・17を中筒14内に挿入したうえ、各支持片14b・14cの外縁部を中筒14に溶接する。支持片14b・14cはそれぞれ、排気の通過孔を数カ所に有するステンレス鋼板である。また、排気の排出管でもある内筒17の下流側の端部には、端部壁面12bを全周溶接にて取り付けておく。
5) 上記3)・4)によって内筒16・17等と一体にした中筒14を、下流側(図示右方)から内側円筒11bの内部に挿入する。このとき、内筒16の先端部付近は、先に溶接し固定しておいた仕切板16aの内側開口内に軽圧入の状態に挿入する。使用中に内筒16・17と中筒14との熱膨張量が外筒11の熱膨張量と相違することになっても熱応力の発生を小さくできるよう、仕切板16aの内側開口と内筒16との間は溶接しないでおき、長さ方向への相対移動が可能なようにする。
6) 内側円筒11bの周囲に吸音材11cを付けたうえ外まわりに外側円筒11aをかぶせ、両端の部分において内側円筒11bと外側円筒11aとを溶接する。また、外側円筒11aの下流側端部を折り返して端部壁面12bの外周部を巻き込ませ、かつスポット溶接を施すことにより、端部壁面12bとともに内筒17・中筒14等を外筒11の端部に固定する。
7) 外筒11の上流側(図示左方)の端部に、内筒(排気の導入管)15と一体化された端部壁面12aを溶接する。
【0033】
つづく図2に示すマフラ2は、図1の例でマフラ1としたものを第2マフラボディ10とし、それを他の構造の第1マフラボディ20と組み合わせることによって構成したものである。すなわち、第2マフラボディ10に対して排気流の上流側となるよう当該マフラボディ10における排気の導入管15に、同様に円筒状に形成した第1マフラボディ20を接続し、両者を、接近させて平行に配置したのである。
【0034】
第1マフラボディ20は、一方の側の端部22aに設けた仕切板25aに排気の導入口23と排出口24とを設け、他方の側の端部22bはエンドプレート25bで閉じることによって内部にただ一つの膨張室を形成したものである。この第1マフラボディ20では、導入口23から入った排気が中ほどで折り返し、図示黒塗り矢印のように進んで排出口24へ進むとともに、排気音が、端部22bに到達したうえエンドプレート25bの壁面部分により白抜き矢印のように反射して端部22aの側へ戻る。したがってこの第1マフラボディ20の内部では、排気音の進行波と反射波とが重なり、互いの位相差に基づいて音圧をうち消し合う作用が生じる。しかも、一方の端部22aから他方の端部22bまでの距離が長い(約300mm。ただし、低減したい周波数域に合わせて変更する)ため、十分な位相差をとることができて低周波成分を中心に排気音を効果的に低減させることができる。したがって、第1マフラボディ20の直径が小さくても、すぐれた消音性能が発揮される。なお、円筒状のボディ本体は、ステンレス板からなる外側円筒21aの内側にグラスウール製の吸音材21cを付けるとともに、さらに内側にステンレス製パンチングメタルよりなる内側円筒21bを挿入して円筒21aと一体化することにより形成している。
【0035】
第1マフラボディ20への排気の導入口23に通じるパイプ(後述するジョイントパイプ)44と、排気の排出口24から第2マフラボディ10へ続く連結管26とは、後者の内側に前者を同心状に含むよう一体化したうえで仕切板25aに挿入している。すなわち、太めの管をU字形に曲げた連結管26の一部壁面に穴をあけ、その穴の内側にパイプ44を通し、穴との間を全周溶接している。このように同心状に配置すれば、導入口23と排出口24およびそれにつづく排気の流路に広い断面積をもたせることができる。
【0036】
こうして構成した図2のマフラ2は、第1・第2の各マフラボディ20・10の作用により、低周波から高周波までの広い音域にわたって排気音を効果的に低減させることができる。また、第1マフラボディ20における排気の導入口23と排出口24とに大きな開口断面積を与え得ることや、第2マフラボディ10内での排気の通路(内筒16・17や中筒14および外筒11の各内側)にも大きな断面積を確保できることなどから、排気への抵抗を小さくしてエンジンの出力を引き出しやすい。また、細めのマフラボディ20・10を組み合わせてなることに基づいて、太めの一本型のマフラよりもレイアウト上の自由度が高く、コンパクトで美観をともなう配置を実現しやすい。
【0037】
図3に示す自動二輪車Xは、上記のような利点をふまえて図2のマフラ2を排気系に採用したものである。すなわち、自動二輪車Xには、燃料タンク47の下方位置に4気筒4サイクルエンジン41を搭載し、その排気口41aにエキゾーストパイプ42やマニホールド43、ジョイントパイプ44等の排気管をつないだうえ、末端部分にマフラ2を接続している。
【0038】
排気管等の構成はつぎのとおりである。まず、エンジン41からは、気筒数に等しい4本のエキゾーストパイプ42を前方下部へ向けて延ばし、エンジン41の下方位置に設けたマニホールド43にそれぞれを接続する。マニホールド43は、4つの入側開口と2つの出側開口とを有するもので、これを介することにより、4本のエキゾーストパイプ42の下流端を、2本のジョイントパイプ44に統合するよう接続する。これら2本のジョイントパイプ44のうち1本は、図3(a)・(b)のように車体の左側に配置し、他の1本は図3(b)のとおり車体の右側に配置する。左側および右側に1本ずつ配置した各ジョイントパイプ44に対し、それらの各下流端を図2に示す排気の導入口23として、マフラ2を接続するのである。
【0039】
図3(a)・(b)のように、マフラ2は、第1マフラボディ20を下側にして第2マフラボディ10との双方を平行に並べ、後輪6の側方であってその車軸より上方(運転者シート48および後部シート49よりは下方)の位置に、斜めを向けて(排気排出口17のある後ろ側を上げて)取り付けている。このような位置および姿勢にマフラ1を取り付けたことに加え、各マフラボディ20・10を小径(それぞれの直径を70〜130mm)にしたこと、および図3(b)のようにマフラボディ20・10を車体の側部に近づけ平行に並べて配置したことなどから、この自動二輪車Xには、走行時に十分なバンク(傾斜)をさせ得ることのほか、車幅が小さく重量部分が中央付近に集約されている等の利点が備わっている。それに関連して、外観的にも軽快感やスピード感が備わっていて好ましい。そして言うまでもなく、自動二輪車Xは、マフラ1自体の構成および機能に基づいて排気音およびエンジン性能の面でも良好である。
【0040】
つづく図4に示すマフラ3は、図1のマフラ1に対し、一部を改変することにより消音特性等に変更を加えたものである。図4のマフラ3が1本のマフラボディからなり、そのマフラボディ50が、円筒状の外筒11の両端部に端部壁面12a・12bを有していて、内部に中筒14や内筒16・17などとともに仕切板14a・16aを備えていること等は、図1のマフラ1(マフラボディ10)と同様である。図1のマフラ1におけるものと相違しない部分には、図4において同一の符号を付け、説明を省略する。
【0041】
図1のマフラ1とは違って図4のマフラ3に新たに採用した構成部分は、マフラボディ50内の前半部分(上流側、つまり図4における左方の部分)にある。つまり、仕切板16aよりも上流側の部分にも中筒53を配置するなどして、排気が下流側部分と同様の経路で流れるようにしたのである。
【0042】
すなわち、まず、図示左方の端部壁面12a内に内筒として差し入れた排気の導入管55をやや長めに形成し、その導入管(内筒)55の下流端を、外筒11と同心に配置した中筒53(上記の中筒14とは長さの異なるもの)内にやはり同心状に挿入する。中筒53の内部で、その長さ方向における中ほどには、軸心と直角に仕切板53aを設けている。その一方、仕切板16a内に挿入している内筒16については、前端部をやや上流側寄り(図示左方)に伸ばしたうえ、その端部を上記の中筒53内に同心状に挿入する。
【0043】
これにより、導入管(内筒)55を通ってマフラボディ50内に入る排気は、仕切板16aよりも上流側の部分で複数回の反射を繰り返し、それにともなって排気音のエネルギーを効果的に減衰させることとなる。つまり排気は、導入管55の内側を経てまずは中筒53内に進み、仕切板53aに当たったうえ折り返して再び上流寄りに戻り、導入管55の外側を通って中筒53の端部(図示左方にある上流側の端部)より出て行く。そうして中筒53の端部を出た排気は外筒11の端部壁面12aに当たり、折り返して今度は中筒53の外側を下流側(図示右方)へ進む。排気はさらに仕切板16aに当たって折り返し、中筒53の内部を図示左方に進んだうえ、仕切板53aで反射して内筒16内に進入する。これらにより、マフラボディ50の前半部分のみにおいて排気が合計4回も反射を繰り返し、そのつど反射波と進行波との干渉を起こして排気音のエネルギーを減衰させる。
【0044】
マフラボディ50の後半部分においては、図1のマフラボディ10について述べたとおり、排気が複数回(4回)の反射を繰り返し、前半と同様に排気音のエネルギーを効果的に減衰させる。したがってこのマフラ3は、外径の小さいコンパクトなものであって排気抵抗も小さいながら、すぐれた消音効果を発揮する、自動二輪車等に適した性格のものだといえる。
【0045】
なお、外筒11と中筒14・53、内筒16・17・55との間の熱膨張差に基づく応力の発生を緩和するためには、内筒(導入管)55と中筒53との間、内筒16と仕切板16aとの間、および内筒(排出管)17と端部壁面12bとの間のうち一箇所のみを溶接等にて固着し、他の二箇所を軽圧入(軸方向に相対移動可能なはめ付け)にするのが好ましい。
【0046】
図5に例示するマフラ4も、図1のマフラ1に対して一部を改変することにより構成したものである。このマフラ4が1本のマフラボディからなり、そのマフラボディ60が、円筒状の外筒11の両端部に端部壁面12a・12bを有していること等は、図1のマフラ1(マフラボディ10)と同様であり、マフラ1と同様の構成部分には図5において同一の符号を付けている。
【0047】
このマフラ4の特徴的な部分は、テールパイプ(排気の排出管)となる内筒67を長くしたこと、および、それにともなって、内筒67の一部(上流側の部分)を挿入するよう配置した中筒64に対し、前端部分(排気導入管15寄りの部分)に仕切板64aを設けたことである。前端部分に仕切板64aを設けているので、排気は、導入管15を出たのち中筒64の外側(外筒11の内側)を通って後端側から中筒64内に流入し、仕切板64aで反射して内筒67から流出する。端部壁面12bや仕切板64aでの反射によって前記と同様に排気音が低減するほか、テールパイプとしてマフラ4の末端にある内筒67が長いことによっても排気音が低くなる。
【0048】
なお、中筒64の前端部には、排気の通過孔を数カ所に有する支持片64bを上記の仕切板64aと一体に設け、それによって外筒11内に同心に中筒64を支持させている。一方、中筒64の後端部では、内筒67の外周面との間に支持片64c(排気の通過孔を数カ所に有する)を取り付けることにより中筒64・内筒67間の同心配置と支持とを実現している。この例でも、前述のように熱膨張差が生じ得ることを考慮すれば、たとえば仕切板64aと中筒64との間、支持片64bと外筒11との間、および内筒67と端部壁面12bとの間をそれぞれ溶接にて固着する場合、支持片64cと内筒67(または中筒64)との間を軽圧入(軸方向に相対移動可能なはめ付け)にするのが好ましい。
【0049】
図6には、図5に示したマフラボディ60を2本、並列に接続して構成したマフラ5を示す。ただし、各マフラボディ60は上流側の端部壁面(図5における符号12a)を取り外した状態で平行に接近させて配置し、そうして開放した状態にある各外筒11の上流側端部11dに、1本の導入管15からつづく分岐管70を接続している。導入管15から送られる排気は、分岐管70を経たうえ各上流側端部11dに流入し、各マフラボディ60を通ることによって上述のように排気音を低減させる。
【0050】
このマフラ5では、各マフラボディ60による消音効果に加えて、分岐管70内での消音効果ももたらされる。すなわち、排気の導入管15の開口端を分岐管70の広い空間部分に臨ませているので、導入管15を出た排気が分岐管70内部を第1の膨張室として膨張し、排気音のエネルギーを下げるのである。分岐管70の内部は、2本のマフラボディ60の上流側端部11dにある外筒11内の広い空間にもつづいているので実質上の容積は相当に広く、したがってそこでの排気の膨張による消音効果は顕著なレベルに達する。
【0051】
【発明の効果】
請求項1に記載したエンジン用マフラにはつぎの効果がある。
・ 第2マフラボディが、内筒内を通る排気を中筒内の仕切板で反射させて反射波・進行波の干渉を起こさせるなどにより高い消音効果を発揮するとともに、外径が小さくて自動二輪車等に配置しやすく、また、排気の抵抗が少ないのでエンジン性能を引き出しやすい。
・ 第1マフラボディの作用により、排気音中の低周波成分をとくに効果的に除去することができる。したがって第2マフラボディとの作用により、広い音域に及ぶ消音効果が発揮される。第1・第2の2本のマフラボディについて外径を小さく構成できることから、マフラ全体の所要スペースを小さくまとめることもできる。
【0052】
請求項2に記載したエンジン用マフラなら、
・ 排気の折り返す部分をマフラボディ内の複数箇所に有するので、広い音域において顕著な消音効果を発揮する。
【0053】
請求項3に記載したエンジン用マフラによればとくに、
・ 内部に排気がとくに流れやすいためエンジン性能を発揮させやすいほか、消音性能が高く、また各部の製造や組み付けも容易である。
【0054】
請求項4に記載したエンジン用マフラによれば、
・ 中筒と内筒とを外筒の内部に容易にかつ安定的に配置することができる。
【0055】
請求項5に記載したエンジン用マフラならとくに、
・ 外筒と中筒・内筒との間に温度差が生じた場合等にも、熱膨張に基づく応力の発生が軽減される。
【0058】
請求項6に記載した自動二輪車は、
・ 広い音域成分が除去された排気音を発するとともに、排気抵抗によるロスを少なくして高いエンジン性能を発揮することができる。マフラの外径が小さいため、全幅を小さくし車体をコンパクト化するとともに重量部分を重心位置付近に集めることができる。外観上の軽快感も備わる。
【図面の簡単な説明】
【図1】発明の実施についての一形態であるマフラ1を示す縦断面図である。
【図2】発明の他の実施形態であるマフラ2を示す全体縦断面図である。
【図3】図2のマフラ2を取り付けた自動二輪車Xを示す図であって、図3(a)は側面図、同(b)は背面図(後方から見たもの)である。
【図4】発明の他の実施形態であるマフラ3についての全体縦断面図である。
【図5】発明の他の実施形態であるマフラ4についての全体縦断面図である。
【図6】発明の他の実施形態であるマフラ5についての全体縦断面図である。
【図7】従来の一般的なマフラ90を示す縦断面図である。
【図8】従来の他のマフラ80を示す縦断面図である。
【符号の説明】
1〜5 マフラ
10・50・60 マフラボディ
11 外筒
12a・12b 端部壁面
14・53・64 中筒
14a・53a・64a 仕切板
15・16・17・55・67 内筒
20 第1マフラボディ
X 自動二輪車
Claims (6)
- 一のマフラボディにおける外筒の内部に、排気の流れる向きを逆転させるよう内側に仕切板を有する中筒が設けられるとともに、内側に排気を通過させる内筒が、上記の中筒内に一部を挿入した状態に配置されていること、
ならびに、一方の端部に排気の導入口および排出口を有していて他方の端部に壁面部分を有することにより内部にただ一つの膨張室が形成された筒状の第1マフラボディに、外筒・中筒・内筒を有する上記のマフラボディが第2マフラボディとして一連に接続されていること
を特徴とするエンジン用マフラ。 - 外筒・中筒・内筒を有する上記のマフラボディでは、二つの内筒が、中筒の両端部にそれぞれ一部を挿入し、仕切板をはさんで対向する位置に配置されていることを特徴とする請求項1に記載のエンジン用マフラ。
- 外筒・中筒・内筒を有する上記のマフラボディでは、上記の外筒、中筒および内筒が、同心に配置されていることを特徴とする請求項1または2に記載のエンジン用マフラ。
- 外筒・中筒・内筒を有する上記のマフラボディでは、排気の導入管または排出管としての内筒がマフラボディの端部壁面に支持されていて、
当該支持された内筒の外周にて中筒の一端部が支持されるとともに、当該中筒の他方の端部の内周にて他の内筒が支持され、
当該他の内筒の外周が、外筒の内周に取り付けた仕切板の内側開口内に挿入され支持されている
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のエンジン用マフラ。 - 外筒・中筒・内筒を有する上記のマフラボディでは、排気の導入管または排出管としての内筒がマフラボディの端部壁面に固着されていて、上記他の内筒が、外筒の内周に取り付けた上記仕切板の内側に軽圧入されている
ことを特徴とする請求項4に記載のエンジン用マフラ。 - 請求項1〜5のいずれかに記載のエンジン用マフラを備えることを特徴とする自動二輪車。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002063248A JP3618721B2 (ja) | 2002-03-08 | 2002-03-08 | エンジン用マフラおよび自動二輪車 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002063248A JP3618721B2 (ja) | 2002-03-08 | 2002-03-08 | エンジン用マフラおよび自動二輪車 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003262113A JP2003262113A (ja) | 2003-09-19 |
JP3618721B2 true JP3618721B2 (ja) | 2005-02-09 |
Family
ID=29196617
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002063248A Expired - Fee Related JP3618721B2 (ja) | 2002-03-08 | 2002-03-08 | エンジン用マフラおよび自動二輪車 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3618721B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010196545A (ja) | 2009-02-24 | 2010-09-09 | Yamaha Motor Co Ltd | 車両 |
CN104832248A (zh) * | 2015-05-12 | 2015-08-12 | 杨萧睿 | 一种汽油发动机排气*** |
CN113958386B (zh) * | 2021-12-22 | 2022-02-25 | 诸城市大路机械有限公司 | 一种具有消音功能的排气装置 |
-
2002
- 2002-03-08 JP JP2002063248A patent/JP3618721B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2003262113A (ja) | 2003-09-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4834214A (en) | Muffler for an internal combustion engine | |
JPS6321803B2 (ja) | ||
WO2009009120A1 (en) | Muffler | |
US6595319B1 (en) | Muffler | |
JP3038763B2 (ja) | 内燃機関のマフラ | |
JP4459218B2 (ja) | 車両の排気消音装置 | |
JP4551781B2 (ja) | 排気マフラー | |
US2099887A (en) | Muffler | |
US2937707A (en) | Muffler for silencing gases | |
US3382948A (en) | Mufflers with side branch tuning chambers | |
JP2002235522A (ja) | 排気消音装置 | |
US3289786A (en) | Muffler with return bend tuning passage | |
JP3618721B2 (ja) | エンジン用マフラおよび自動二輪車 | |
JP2559477B2 (ja) | 排気消音装置 | |
JP3449460B2 (ja) | 車両用マフラ | |
US2985252A (en) | Exhaust muffler | |
JP3827208B2 (ja) | エンジン用マフラおよび自動二輪車 | |
JP2010185427A (ja) | 消音器 | |
JPS6345539Y2 (ja) | ||
JP3626472B2 (ja) | エンジン用マフラおよび自動二輪車 | |
JPH08170518A (ja) | 消音器 | |
JP3676877B2 (ja) | 内燃機関の排気装置 | |
JP3809902B2 (ja) | エンジン用マフラおよび自動二輪車 | |
US3087580A (en) | Muffler | |
WO2007131304A2 (en) | Exhaust muffler |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040518 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040601 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040730 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20041109 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20041110 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081119 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091119 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101119 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111119 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111119 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121119 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121119 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131119 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131119 Year of fee payment: 9 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |